采血针缠绕装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及采血针包装设备技术领域，尤其是一种采血针缠绕装置及其使用方法。

背景技术

采血针是一种在医疗检验过程中用于采集血样的仪器，由针头和针杆组成，针头设在针杆的头部，在针杆上滑动连接有护套，在护套和针杆之间设有复位弹簧且护套的初始位置位于针头和针杆的头部。采血针为一次性医疗用品，需要进行灭菌包装，在采血针的包装过程中，工人将软连接采血针的软管的中部先缠绕成环状，使针头和软管尾部分别置于环状的两侧，保持该状态放置入密封袋中。此类采血针缠绕装置在实际操作过程中主要存在如下不足：(1)半自动化，手动上料，人工缠绕，工作效率低；(2)在缠绕过程中易产生污染，且容易对软管造成伤害，缠绕质量不稳定；(3)部分自动化缠绕装置的自动化程度不高，操作连贯性差，缠卷好的采血针软管从设备上取下的过程中容易受到损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采血针缠绕装置及其使用方法，克服前述现有技术的不足，自动化程度高，操作连贯性好，机械缠绕，工作效率高，在缠绕过程中不会对采血针产生污染，不会对采血针的软管造成损坏，缠绕质量稳定。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种采血针缠绕装置，包括安装平台、缠绕机构、缠绕驱动机构、张紧机构和张紧驱动机构，所述缠绕驱动机构和张紧驱动机构分别安装于安装平台X轴方向上对立的两端，缠绕机构设置于缠绕驱动机构的下端，并通过缠绕驱动机构驱动旋转，张紧机构设置于张紧驱动机构的下端，并通过张紧驱动机构驱动沿安装平台的X轴方向移动；采血针的一端通过缠绕机构夹持，采血针的另一端通过张紧机构夹持，张紧驱动机构带动张紧机构张紧采血针，缠绕驱动机构带动缠绕机构旋转对采血针进行缠卷，缠卷过程中张紧驱动机构带动张紧机构沿X轴方向移动，一边靠近缠绕机构送管，一边使采血针保持张紧，自动化程度高，操作连贯性强，缠绕质量稳定，且整个过程不易损坏采血针软管，不易污染采血针。

进一步的，所述缠绕驱动机构包括缠绕驱动电机、同步带轮、张紧轮和第一同步带，所述同步带轮和张紧轮间隔交错设置，同步带轮和张紧轮上套设有呈闭环结构的第一同步带，缠绕驱动电机驱动其中一个同步带轮旋转，在第一同步带的作用下带动其他同步带轮和张紧轮旋转；缠绕驱动机构的作用是驱动缠绕机构旋转，主要运动原理为：由缠绕驱动电机带动同步带轮旋转，在同步带动的转动下由第一同步带为缠绕机构提供缠绕动力，张紧轮主要用于对第一同步带起到张紧作用。

进一步的，所述缠绕机构包括缠绕气爪、第一机械手、第二机械手、第一导柱、第二导柱、导柱座板、气管连接座板、缠绕气爪加长管和调节阀，所述缠绕气爪的下端安装有第一机械手和第二机械手，缠绕气爪带动第一机械手和第二机械手互相靠近或远离，实现对采血针一端的夹持和松开，所述第一机械手的两侧面通过对称设置的连接板连接有第一导柱，第二机械手位于第一机械手和第一导柱之间，所述缠绕气爪的外壁安装有导柱座板，导柱座板的下端安装有第二导柱，第一机械手和第二机械手位于第一导柱和第二导柱之间，第一导柱和第二导柱中心对称，分别位于圆形的周线上，采血针缠绕时是缠绕在第一导柱和第二导柱围成的支撑体外围；所述缠绕气爪的上端设置有气管连接座板，气管连接座板上端设置有缠绕气爪加长管，缠绕气爪加长管的上端穿过安装平台与调节阀相连；缠绕机构的具体动作步骤为：在调节阀进入气体，驱动缠绕气爪开合，在缠绕气爪的作用下带动第一机械手和第二机械手进行夹管动作，在第一机械手和第二机械手处于闭合状态时，第一导柱和第二导柱处于最大行程，采血针的软管被缠绕在第一导柱和第二导柱围成的支撑体外围，缠绕结束后，缠绕气爪带动第一机械手和第二机械手松开采血针软管，此时与第一机械手一体的第一导柱向第二导柱移动，对缠成卷的采血针软管形成放松，以利于后续操作工序中的设备取下缠卷后的采血针。

进一步的，所述缠绕机构的气管连接座板与同步带轮的下端固定连接，调节阀位于同步带轮的中部。

进一步的，所述气管连接座板的一侧安装有检测光纤板，所述安装平台的下端面安装有与检测光纤板相配合的位置传感器，软管长度不同的采血针缠绕过程中旋转的圈数不同，检测光纤板和位置传感器的设置主要是为了确定采血针缠绕完成与否。

进一步的，所述张紧驱动机构包括第一滑轨、伺服电机、主动同步带轮、从动同步带轮、安装立板和第二同步带，所述第一滑轨沿X轴方向平行设置于安装平台的下端面，伺服电机和安装立板分别安装于安装平台下端面X轴方向上对立的两端，伺服电机与主动同步带轮安装并驱动主动同步带轮旋转，安装立板上通过转轴安装有从动同步带轮，主动同步带轮和从动同步带轮之间套设有呈闭环结构的第二同步带；张紧驱动机构的运动原理为：伺服电机驱动主动同步带轮，在主动同步带轮的带动下和从动同步带轮的张紧作用下，第二同步带给张紧机构传递动力，使张紧机构沿第一滑轨滑动，对采血针的软管形成张紧动作。

进一步的，所述张紧机构包括张力底板、第一滑座、皮带压板、皮带垫板、张力底座、错位推动组件、第二滑轨、第二滑座、张力滑座板、张力气爪和张紧机械爪，所述张力底板的上端面设置有与第一滑轨相配合的第一滑座，张力底板的上端面还设置有与第二同步带相配合的皮带压板和皮带垫板，第二同步带位于皮带压板和皮带垫板之间，第二同步带运动时带动张紧机构整体沿第一滑轨滑动，所述张力底座设置于张力底板的下方，且张力底座和张力底板之间通过错位推动组件连接，所述张力底座的下端面沿X轴方向平行设置有多条第二滑轨，第二滑轨下端安装有第二滑座，第二滑座的下端面与张力滑座板固定连接，张力滑座板的下端面与张力气爪固定连接，张力气爪上安装有用于夹持采血针的张紧机械爪；所述张力底座与张力滑座板之间设置有弹性限位组件；弹性限位组件用于限制张力气爪不会在第二滑轨上脱落，并且保证在张紧过程中采血针管不会由于张紧力过大而拉伤采血针管的软管。

进一步的，所述错位推动组件包括第三滑轨、第三滑座和错位推动气缸，所述第三滑轨沿Y轴方向设置于张力底板的下端面，所述第三滑座沿Y轴方向设置于张力底座的上端面且与第三滑轨配合安装，错位推动气缸安装于张力底座的上端面的一端或张力底板下端面的一端，错位推动气缸的活塞杆推动第三滑座沿第三滑轨移动，用于采血针缠卷时的错位，具体操作流程为：张力气爪带动张紧机械爪将采血针软管夹起后，第二同步带给张紧机构传递动力，使张紧机构沿第一滑轨滑动，对采血针的软管形成张紧动作，然后错位推定气缸动作，错开位置以后进行采血针的缠绕工作。

进一步的，所述弹性限位组件包括拉簧固定板和拉簧，所述拉簧固定板设置于张力底座的下端面，拉簧的一端安装在拉簧固定板上，拉簧的另一端安装在张力滑座板上。

进一步的，所述张力底板的一侧安装有张紧机构检测光纤板，所述安装平台的下端面安装有与该检测光纤板相配合的始端位置传感器和末端位置传感器，缠卷开始时张紧机构位于初始位置且被始端位置传感器检测，张紧机构位于末端位置时被末端位置传感器检测，缠卷结束。

一种采血针缠绕装置的使用方法，包括如下步骤：

(1)缠绕气爪带动第一机械手和第二机械手夹持采血针的一端，张力气爪带动张力机械爪夹持采血针的另一端，启动张紧驱动机构，张紧机构在第二同步带的作用下沿第一滑轨移动，将采血针张紧，张力机械爪在合死以后留有间隙，此间隙限制采血针软管的上下位置，但不限制采血针软管的前后位置，采血针软管的后端存在凸台结构，使得采血针在张紧以及后续的缠绕过程中不会从张力机械爪上脱落，限制住张紧采血针的最大距离；

(2)缠绕驱动机构的缠绕驱动电机动作，第一同步带带动同步带轮旋转，缠绕气爪下端的第一机械手和第二机械手随之旋转对采血针进行缠卷，此过程中错位推动气缸动作，确保张紧机械爪始终与第一导柱和第二导柱形成的外切圆相切，使得缠绕好的针柄与采血针方向一致，并且都在缠绕机构的中心，方便后续操作中采血针管的夹取与装袋，张紧驱动机构中的伺服电机与缠绕驱动电机同步动作，使得采血针在进行旋转缠绕的过程中张紧机构整体向缠绕机构移动，进行送管缠绕；

(3)采血针缠卷完成后，缠绕气爪带动第一机械手和第二机械手分开，由于第一导柱与第一机械手一体化设计，因此第一机械手和第二机械手分开时第一导柱向第二导柱靠近，便于后续操作过程中从第一导柱和第二导柱上将缠卷好的采血针取下。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的采血针缠绕装置及其使用方法具有以下优点：(1)通过缠绕机构和张紧机构夹持采血针软管，通过张紧驱动机构张紧采血针软，通过缠绕驱动机构和张紧驱动机构的配合对采血针进行缠绕，整个过程自动化程度高，操作连贯性好，机械缠绕，工作效率高；(2)在缠绕过程中不会对采血针产生污染，不会对采血针的软管造成损坏，缠绕质量稳定，缠绕好的针柄与采血针方向一致，并且都在缠绕机构的中心，方便后续操作中采血针管的夹取与装袋；(3)采血针的软管被缠绕在第一导柱和第二导柱围成的支撑体外围，缠绕结束后，缠绕气爪带动第一机械手和第二机械手松开采血针软管，此时与第一机械手一体的第一导柱向第二导柱移动，对缠成卷的采血针软管形成放松，以利于后续操作工序中的设备取下缠卷后的采血针。

附图说明

图1为本发明总体结构立体示意图；

图2为本发明另一角度总体结构立体示意图；

图3为本发明缠绕机构结构放大示意图；

图4为本发明第一机械手和第一导柱的结构放大示意图；

图5为本发明张紧机构的结构放大示意图；

图6为本发明图2的A区结构放大示意图；

图7为本发明张紧驱动机构的结构放大示意图；

图8为本发明总体结构俯视示意图；

图9为本发明总体结构仰视示意图；

图10为本发明总体结构侧视示意图；

其中，1安装平台、2缠绕机构、201缠绕气爪、202第一机械手、203第二机械手、204第一导柱、205第二导柱、206导柱座板、207气管连接座板、208缠绕气爪加长管、209调节阀、210检测光纤板、211位置传感器、3缠绕驱动机构、301缠绕驱动电机、302同步带轮、303张紧轮、304第一同步带、4张紧机构、401张力底板、402第一滑座、403皮带压板、404皮带垫板、405张力底座、406第二滑轨、407第二滑座、408张力滑座板、409张力气爪、410张紧机械爪、411第三滑轨、412第三滑座、413错位推动气缸、414拉簧固定板、415拉簧、416张紧机构检测光纤板、417始端位置传感器、418末端位置传感器、5张紧驱动机构、501第一滑轨、502伺服电机、503主动同步带轮、504从动同步带轮、505安装立板、506第二同步带、6采血针。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1一种采血针缠绕装置

如图1-10所示实施例中，一种采血针缠绕装置，如图1、图2和图8-10所示，包括安装平台1、缠绕机构2、缠绕驱动机构3、张紧机构4和张紧驱动机构5，所述缠绕驱动机构3和张紧驱动机构4分别安装于安装平台1X轴方向上对立的两端，缠绕机构2设置于缠绕驱动机构3的下端，并通过缠绕驱动机构3驱动旋转，张紧机构4设置于张紧驱动机构5的下端，并通过张紧驱动机构5驱动沿安装平台1的X轴方向移动；采血针6的一端通过缠绕机构2夹持，采血针6的另一端通过张紧机构3夹持，张紧驱动机构5带动张紧机构4张紧采血针，缠绕驱动机构3带动缠绕机构2旋转对采血针6进行缠卷，缠卷过程中张紧驱动机构5带动张紧机构4沿X轴方向移动，一边靠近缠绕机构2送管，一边使采血针6保持张紧，自动化程度高，操作连贯性强，缠绕质量稳定，且整个过程不易损坏采血针软管，不易污染采血针6。

本实施例中，如图1所示，所述缠绕驱动机构3包括缠绕驱动电机301、同步带轮302、张紧轮303和第一同步带304，所述同步带轮302和张紧轮303间隔交错设置，同步带轮302和张紧轮303上套设有呈闭环结构的第一同步带304，缠绕驱动电机301驱动其中一个同步带轮302旋转，在第一同步带304的作用下带动其他同步带轮302和张紧轮303旋转；缠绕驱动机构3的作用是驱动缠绕机构2旋转，主要运动原理为：由缠绕驱动电机301带动同步带轮302旋转，在同步带轮302的转动下由第一同步带304为缠绕机构2提供缠绕动力，张紧轮303主要用于对第一同步带304起到张紧作用。

本实施例中，如图3和图4所示，所述缠绕机构2包括缠绕气爪201、第一机械手202、第二机械手203、第一导柱204、第二导柱205、导柱座板206、气管连接座板207、缠绕气爪加长管208和调节阀209，所述缠绕气爪201的下端安装有第一机械手202和第二机械手203，缠绕气爪201带动第一机械手202和第二机械手203互相靠近或远离，实现对采血针6一端的夹持和松开，所述第一机械手202的两侧面通过对称设置的连接板连接有第一导柱204，第二机械手203位于第一机械手202和第一导柱204之间，所述缠绕气爪201的外壁安装有导柱座板206，导柱座板206的下端安装有第二导柱205，第一机械手202和第二机械203手位于第一导柱204和第二导柱205之间，第一导柱204和第二导柱205中心对称，分别位于圆形的周线上，采血针缠绕时是缠绕在第一导柱204和第二导柱205围成的支撑体外围；所述缠绕气爪201的上端设置有气管连接座板207，气管连接座板207上端设置有缠绕气爪加长管208，缠绕气爪加长管208的上端穿过安装平台1与调节阀209相连；缠绕机构2的具体动作步骤为：在调节阀209进入气体，驱动缠绕气爪201开合，在缠绕气爪201的作用下带动第一机械手202和第二机械手203进行夹管动作，在第一机械手202和第二机械手203处于闭合状态时，第一导柱204和第二导柱205处于最大行程，采血针6的软管被缠绕在第一导柱204和第二导柱205围成的支撑体外围，缠绕结束后，缠绕气爪201带动第一机械手202和第二机械手203松开采血针软管，此时与第一机械手202一体的第一导柱204向第二导柱205移动，对缠成卷的采血针软管形成放松，以利于后续操作工序中的设备取下缠卷后的采血针6。

本实施例中，所述缠绕机构2的气管连接座板207与同步带轮302的下端固定连接，调节阀209位于同步带轮302的中部。

本实施例中，所述气管连接座板207的一侧安装有检测光纤板210，所述安装平台1的下端面安装有与检测光纤板210相配合的位置传感器211，软管长度不同的采血针缠绕过程中旋转的圈数不同，检测光纤板210和位置传感器211的设置主要是为了确定采血针缠绕完成与否。

本实施例中，如图7所示，所述张紧驱动机构5包括第一滑轨501、伺服电机502、主动同步带轮503、从动同步带轮504、安装立板505和第二同步带506，所述第一滑轨501沿X轴方向平行设置于安装平台1的下端面，伺服电机502和安装立板505分别安装于安装平台1下端面X轴方向上对立的两端，伺服电机502与主动同步带轮503安装并驱动主动同步带轮503旋转，安装立板505上通过转轴安装有从动同步带轮504，主动同步带轮503和从动同步带轮504之间套设有呈闭环结构的第二同步带506；张紧驱动机构5的运动原理为：伺服电机502驱动主动同步带轮503，在主动同步带轮503的带动下和从动同步带轮504的张紧作用下，第二同步带506给张紧机构4传递动力，使张紧机构4沿第一滑轨501滑动，对采血针6的软管形成张紧动作。

本实施例中，如图5和图6所示，所述张紧机构4包括张力底板401、第一滑座402、皮带压板403、皮带垫板404、张力底座405、错位推动组件、第二滑轨406、第二滑座407、张力滑座板408、张力气爪409和张紧机械爪410，所述张力底板401的上端面设置有与第一滑轨501相配合的第一滑座402，张力底板401的上端面还设置有与第二同步带506相配合的皮带压板403和皮带垫板404，第二同步带506位于皮带压板403和皮带垫板404之间，第二同步带506运动时带动张紧机构4整体沿第一滑轨501滑动，所述张力底座405设置于张力底板401的下方，且张力底座405和张力底板401之间通过错位推动组件连接，所述张力底座405的下端面沿X轴方向平行设置有多条第二滑轨406，第二滑轨406下端安装有第二滑座407，第二滑座407的下端面与张力滑座板408固定连接，张力滑座板408的下端面与张力气爪409固定连接，张力气爪409上安装有用于夹持采血针6的张紧机械爪410；所述张力底座405与张力滑座板408之间设置有弹性限位组件；弹性限位组件用于限制张力气爪409不会在第二滑轨406上脱落，并且保证在张紧过程中不会由于张紧力过大而拉伤采血针6的软管。

本实施例中，所述错位推动组件包括第三滑轨411、第三滑座412和错位推动气缸413，所述第三滑轨411沿Y轴方向设置于张力底板401的下端面，所述第三滑座412沿Y轴方向设置于张力底座405的上端面且与第三滑轨411配合安装，错位推动气缸安装于张力底座405的上端面的一端或张力底板401下端面的一端，错位推动气缸的活塞杆推动第三滑座412沿第三滑轨411移动，用于采血针缠卷时的错位，具体操作流程为：张力气爪409带动张紧机械爪410将采血针软管夹起后，第二同步带506给张紧机构4传递动力，使张紧机构4沿第一滑轨501滑动，对采血针6的软管形成张紧动作，然后错位推定气缸413动作，错开位置以后进行采血针6的缠绕工作。

本实施例中，所述弹性限位组件包括拉簧固定板414和拉簧415，所述拉簧固定板414设置于张力底座405的下端面，拉簧415的一端安装在拉簧固定板414上，拉簧415的另一端安装在张力滑座板408上。

本实施例中，所述张力底板401的一侧安装有张紧机构检测光纤板416，所述安装平台1的下端面安装有与该张紧机构检测光纤板416相配合的始端位置传感器417和末端位置传感器418，缠卷开始时张紧机构4位于初始位置且被始端位置传感器417检测，张紧机构4移动至末端位置时被末端位置传感器418检测，缠卷结束。

实施例2一种采血针缠绕装置的使用方法

一种采血针缠绕装置的使用方法，包括如下步骤：

(1)缠绕气爪201带动第一机械手202和第二机械手203夹持采血针6的一端，张力气爪409带动张力机械爪410夹持采血针6的另一端，启动张紧驱动机构5，张紧机构4在第二同步带506的作用下沿第一滑轨501移动，将采血针6张紧，张力机械爪410在合死以后留有间隙，此间隙限制采血针软管的上下位置，但不限制采血针软管的前后位置，采血针软管的后端存在凸台结构，使得采血针在张紧以及后续的缠绕过程中不会从张力机械爪410上脱落，限制住张紧采血针的最大距离；

(2)缠绕驱动机构3的缠绕驱动电机301动作，第一同步带304带动同步带轮302旋转，缠绕气爪201下端的第一机械手202和第二机械手203随之旋转对采血针6进行缠卷，此过程中错位推动气缸413动作，确保张紧机械爪410始终与第一导柱204和第二导柱205形成的外切圆相切，使得缠绕好的针柄与采血针方向一致，并且都在缠绕机构2的中心，方便后续操作中采血针管的夹取与装袋，张紧驱动机构5中的伺服电机502与缠绕驱动电机301同步动作，使得采血针6在进行旋转缠绕的过程中张紧机构4整体向缠绕机构2移动，进行送管缠绕；

(3)采血针6缠卷完成后，缠绕气爪201带动第一机械手202和第二机械手203分开，由于第一导柱204与第一机械手202一体化设计，因此第一机械手202和第二机械手203分开时第一导柱204向第二导柱205靠近，便于后续操作过程中从第一导柱204和第二导柱205上将缠卷好的采血针6取下。上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。